KR20170083214A - Apparatus for Measuring Generation Amount of Inner Gas Using Coin Cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코인셀을 이용한 내부 가스 발생량 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코인셀을 이용한 내부 가스 발생량 측정 장치로서, 코인(coin) 형상의 전극조립체가 전지케이스에 수납되어 있고, 내부에서 발생되는 가스가 배출될 수 있도록 전지케이스의 일부에 개구가 천공되어 있는 둘 이상의 코인셀들; 코인셀들이 장착되도록 코인셀들의 외형에 대응하는 만입부들이 형성되어 있고, 상기 만입부들에는 가스의 이동을 위한 제 1 가스 이동로가 형성되어 있는 제 1 지그; 제 1 지그에 장착된 코인셀들을 밀폐하기 위해 제 1 지그에 결합되며 만입부들의 제 1 가스 이동로에 연통되는 제 2 가스 이동로가 형성되어 있는 제 2 지그; 제 2 가스 이동로의 단부에 위치하여 가스의 압력을 측정하는 가스 센서; 및 코인셀들의 내부 가스를 배출하기 위해 제 1 지그 및 제 2 지그를 가열하는 가열 챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 코인셀의 내부 가스 발생량 측정 장치를 제공한다.The present invention relates to an apparatus for measuring the amount of internal gas generated by using a coin cell, and more particularly to an apparatus for measuring the amount of internal gas generated by a coin cell, Two or more coin cells having apertures perforated in a part of the battery case so that gas can be discharged; A first jig having indentations corresponding to an outer shape of the coin cells so that the coin cells are mounted, the indentations having a first gas transfer path for the movement of the gas; A second jig coupled to the first jig for sealing the coin cells mounted on the first jig and having a second gas pathway communicating with the first gas pathway of the indentations; A gas sensor positioned at an end of the second gas passage and measuring the pressure of the gas; And a heating chamber for heating the first and second jigs to discharge the internal gas of the coin cells.
Description
본 발명은 코인셀을 이용한 내부 가스 발생량 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring an internal gas emission amount using a coin cell.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 따라서, 이차전지를 사용하는 애플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is attracting attention as an energy source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like, which is proposed as a solution for air pollution in existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels. Therefore, the types of applications using secondary batteries are diversifying due to the advantages of secondary batteries, and it is expected that secondary batteries will be applied to many fields and products in the future.
이러한 이차전지는 전극과 전해액의 구성에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 하며, 그 중 전해액의 누액 가능성이 적으며, 제조가 용이한 리튬이온 폴리머 전지의 사용량이 늘어나고 있다.Such a secondary battery may be classified as a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, or a lithium polymer battery depending on the configuration of an electrode and an electrolytic solution. The amount of the lithium ion polymer battery Is growing.
일반적으로, 이차전지는 과충전, 과방전, 과열, 외부의 충격 등에 의해 전지가 비정상적인 상태로 작동되면서 내부에서 가스가 발생할 수 있다. 예를 들어, 과열된 전지는 가스를 발생시키고 케이스에서 가압된 가스는 전지요소의 분해반응을 더욱 촉진시켜 계속적인 과열 및 가스 발생을 유발하며, 스웰링(swelling) 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상은 장기간의 사용으로 인해 이차전지가 서서히 열화되는 과정에서도 나타난다.In general, the secondary battery may be operated in an abnormal state due to overcharging, overdischarging, overheating, external impact, or the like, and gas may be generated therein. For example, the overheated battery generates gas and the gas pressurized in the case further accelerates the decomposition reaction of the battery element, causing continuous overheating and gas generation, and swelling may occur. This phenomenon occurs even in the course of a gradual deterioration of the secondary battery due to long-term use.
도 1에는 종래의 이차전지의 스웰링 현상을 측정하는 모식도가 도시되어 있다.1 is a schematic diagram for measuring the swelling phenomenon of a conventional secondary battery.
도 1을 참조하면, 종래의 두께 측정장치(10)는 전지셀(30)을 베이스(13)에 장착하고 위에서 추(20)를 사용하여 하중을 가하면서 센서(15)에 의해 전지셀(30)의 스웰링 현상을 측정한다.1, a conventional
이와 같이, 종래의 이차전지의 스웰링 현상의 평가는 제품 개발 전 단계인 소재 개발 단계에서 이차전지의 시험을 실시해야 하지만, 시험을 위한 샘플들을 풀 셀 사이즈로 제작해야 하므로 제작 기간이 길고 비용이 많이 소모된다는 문제가 있다.As described above, in the evaluation of the swelling phenomenon of the conventional secondary battery, it is necessary to test the secondary battery at the material development stage, which is the stage prior to development of the product. However, since the samples for testing are to be manufactured in full cell size, There is a problem that it is consumed a lot.
또한, 제작 기간 및 제조 비용 문제로 일부 샘플만 평가하여 스웰링 현상의 모든 원인들에 대한 평가가 어렵다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that it is difficult to evaluate all the causes of the swelling phenomenon by evaluating only some samples due to manufacturing period and manufacturing cost problems.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.
구체적으로, 본 발명의 목적은 이차전지의 스웰링 현상의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 코인셀 단위로 재료 별 가스 발생량을 측정하여 전지셀 개발 단계에서 스웰링 현상의 모든 원인에 대해 평가 방법을 단순화하여 가스 발생량 측정 평가를 수행할 수 있는 내부 가스 발생량 측정 장치를 제공하는 것이다.Specifically, the object of the present invention is to solve the problem of the swelling phenomenon of the secondary battery. By measuring the amount of gas generated by each material in units of coin cells, it is possible to simplify the evaluation method for all causes of the swelling phenomenon And an internal gas generation amount measurement device capable of performing the gas generation amount measurement evaluation.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코인셀을 이용한 내부 가스 발생량 측정 장치는, 코인셀을 이용한 내부 가스 발생량 측정 장치로서, 코인(coin) 형상의 전극조립체가 전지케이스에 수납되어 있고, 내부에서 발생되는 가스가 배출될 수 있도록 전지케이스의 일부에 개구가 천공되어 있는 둘 이상의 코인셀들; 코인셀들이 장착되도록 코인셀들의 외형에 대응하는 만입부들이 형성되어 있고, 상기 만입부들에는 가스의 이동을 위한 제 1 가스 이동로가 형성되어 있는 제 1 지그; 제 1 지그에 장착된 코인셀들을 밀폐하기 위해 제 1 지그에 결합되며 만입부들의 제 1 가스 이동로에 연통되는 제 2 가스 이동로가 형성되어 있는 제 2 지그; 제 2 가스 이동로의 단부에 위치하여 가스의 압력을 측정하는 가스 센서; 및 코인셀들의 내부 가스를 배출하기 위해 제 1 지그 및 제 2 지그를 가열하는 가열 챔버;를 포함하고 있는 구조로 구성되어 있다.In order to attain the above object, according to the present invention, there is provided an apparatus for measuring an internal gas generation amount using a coin cell, the coin-shaped electrode assembly being housed in a battery case, Two or more coin cells having openings formed in a part of the battery case so that generated gas can be discharged; A first jig having indentations corresponding to an outer shape of the coin cells so that the coin cells are mounted, the indentations having a first gas transfer path for the movement of the gas; A second jig coupled to the first jig for sealing the coin cells mounted on the first jig and having a second gas pathway communicating with the first gas pathway of the indentations; A gas sensor positioned at an end of the second gas passage and measuring the pressure of the gas; And a heating chamber for heating the first and second jigs to discharge the internal gas of the coin cells.
즉, 본 발명에 따른 코인셀을 이용한 내부 가스 발생량 측정 장치는, 전지셀의 스웰링 현상의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 코인셀 단위로 재료 별 가스 발생량을 측정하기 위해 전지셀 개발 단계에서 스웰링 현상을 야기하는 모든 원인에 대한 평가 방법을 단순화하여 가스 발생량 측정 평가를 수행할 수 있다.That is, in order to solve the problem of the swelling phenomenon of the battery cell, the internal gas generation amount measuring device using the coin cell according to the present invention is characterized in that, in order to measure the amount of gas generation by material in units of coin cells, It is possible to simplify the evaluation method for all the causes that cause the phenomenon, and to perform the gas emission measurement evaluation.
본 발명에 따르면, 상기 코인셀은, 코인 풀셀(coin full cell), 코인 하프셀(coin half cell), 및 더미 셀(dummy cell)을 포함할 수 있다.According to the present invention, the coin cell may include a coin full cell, a coin half cell, and a dummy cell.
이 경우에, 상기 코인 풀셀은 양극, 음극, 및 전해액이 수납되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.In this case, the coin pull cell may have a structure in which an anode, a cathode, and an electrolyte are housed.
또한, 상기 코인 하프셀은 만충전 코인 하프셀 및 만방전 코인 하프셀을 포함할 수 있다.Also, the coin half cell may include a full cell full half cell and a full discharge coin half cell.
이 때, 상기 코인 하프셀은 양극 또는 음극이 전해액과 함께 수납되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.In this case, the coin half cell may have a structure in which a positive electrode or a negative electrode is accommodated together with an electrolyte solution.
본 발명에 따르면, 상기 더미 셀은 전극 두께의 알루미늄 포일이 수납되어 있는 구조로 이루어질 수 있고, 유사한 두께를 가지는 재료이면 한정되지 않는다.According to the present invention, the dummy cell may have a structure in which an aluminum foil having an electrode thickness is housed, and is not limited as long as it has a similar thickness.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 지그의 만입부들은 m 행 × n 열로 배열되어 있고, 상기 m 및 n은 서로 독립적으로 1 내지 5의 자연수일 수 있다.In one specific example, the indentations of the first jig are arranged in m rows by n columns, and m and n may be independently of one another a natural number of 1 to 5.
다른 경우에, 상기 제 1 지그의 만입부들은 3개 내지 10개이며, 평면상으로 제 1 지그의 중심에 대해 원형으로 배열되어 있는 구조일 수 있다.In other cases, the indentations of the first jig may be three to ten, and may be arranged in a circular shape with respect to the center of the first jig in a plane.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 가스 이동로는 평면상으로 각각의 만입부들에 연통되는 수지(樹枝)형 구조로 이루어질 수 있다.According to the present invention, the first gas moving path may have a dendritic structure communicating with the respective indentations in a plane.
이러한 경우에, 상기 제 1 가스 이동로의 수지형 구조는 평면상으로 중앙에서 만입부들로부터 발생한 가스들이 모이는 구조일 수 있다.In this case, the resinous structure of the first gas passage may be a structure in which the gases generated from the indentations at the center are collected in a plane.
상기 구조에서, 상기 제 1 지그 및 제 2 지그에는 만입부들에서 발생한 가스가 유출되는 것을 방지할 수 있도록 외주변을 따라 가스켓의 장착을 위한 그루브가 형성될 수 있다.In the above structure, grooves for mounting the gasket may be formed on the first and second jigs along the outer periphery thereof so as to prevent gas generated in the indentations from flowing out.
또한, 상기 제 2 가스 이동로는 가스 유입구가 제 1 지그의 제 1 가스 이동로에 연통되고 가스 배출구가 제 2 지그의 외면에 위치하는 구조로 형성될 수 있다.In addition, the second gas moving path may be formed in a structure in which the gas inlet communicates with the first gas moving path of the first jig and the gas outlet is located on the outer surface of the second jig.
이러한 구조에서, 상기 제 2 가스 이동로는 제 2 지그를 수직 관통하는 구조로 형성될 수 있다.In this structure, the second gas moving path may be formed in a structure vertically penetrating the second jig.
예를 들어, 상기 가열 챔버의 가열 온도는 40℃ 내지 120℃, 바람직하게는 50℃ 내지 115℃, 더욱 바람직하게는 70℃ 내지 110℃ 범위일 수 있다.For example, the heating temperature of the heating chamber may be in the range of 40 占 폚 to 120 占 폚, preferably 50 占 폚 to 115 占 폚, and more preferably 70 占 폚 to 110 占 폚.
본 발명에 따르면, 상기 장치는 제 2 지그의 제 2 가스 이동로의 상부와 가스 센서 사이에서 가스 이동을 제어하는 가스 밸브를 추가로 포함할 수 있다.According to the present invention, the apparatus may further comprise a gas valve for controlling gas movement between the gas sensor and the top of the second gas path of the second jig.
예를 들어, 상기 장치는 가스 센서로부터 수신된 신호들로부터 신호에 따른 압력 변화 및 가스 발생량을 산출하는 제어부를 추가로 포함할 수 있다.For example, the apparatus may further include a controller for calculating a pressure change and a gas generation amount according to the signal from the signals received from the gas sensor.
본 발명은 또한, 코인셀의 내부 가스 발생량을 기반으로 제조된 전지셀을 제공한다.The present invention also provides a battery cell manufactured on the basis of an internal gas generation amount of a coin cell.
본 발명은 또한, 전지셀을 단위전지로 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery pack including a battery cell as a unit battery.
본 발명은 또한, 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a device including a battery pack.
상기 디바이스는 컴퓨터, 휴대폰, 웨어러블 전자기기, 파워 툴(power tool), 전기자동차(Electric Vehicle: EV), 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전기 이륜차, 전기 골프 카트, 또는 전력저장용 시스템 등으로부터 선택되는 것일 수 있다.The device may be a computer, a mobile phone, a wearable electronic device, a power tool, an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, a motorcycle, And the like.
이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.The structure and manufacturing method of such a device are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 코인셀을 이용한 내부 가스 발생량 측정 장치는, 전지셀 개발 단계에서 스웰링 현상의 모든 원인에 대해 평가 방법을 단순화하여 가스 발생량 측정 평가를 수행할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the internal gas generation amount measuring apparatus using the coin cell according to the present invention can perform the gas generation amount measurement evaluation by simplifying the evaluation method for all causes of the swelling phenomenon in the battery cell development step.
또한, 코인셀을 이용한 내부 가스 발생량 측정 장치의 검사 결과에 기반하여 스웰링 현상에 따른 문제점을 해결한 전지셀을 제공할 수 있어 전지셀의 성능 및 안전성을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.Further, it is possible to provide a battery cell that solves the problems caused by the swelling phenomenon based on the inspection result of the internal gas generation amount measuring device using the coin cell, thereby providing the performance and safety of the battery cell.
도 1은 종래의 이차전지의 스웰링 현상을 측정하는 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 코인셀을 이용한 내부 가스 발생량 측정 장치의 모식도이다;
도 3은 도 2의 코인셀들과 코인셀들을 장착하는 제 1 지그의 모식도이다;
도 4는 도 2의 제 2 지그의 모식도이다;
도 5는 도 2 내지 도 4의 제 1 지그 및 제 2 지그의 사시도이다;
도 6은 다른 구성의 코인셀들의 시험 결과를 나타내는 그래프이다;
도 7은 전압 차이에 따른 양극재의 가스발생량 시험 결과를 나타내는 그래프이다;
도 8은 양극 활물질 간 가스발생량 시험 결과를 나타내는 흐름도이다.1 is a schematic diagram for measuring the swelling phenomenon of a conventional secondary battery;
2 is a schematic diagram of an apparatus for measuring internal gas generation using a coin cell according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a schematic diagram of a first jig mounting the coin cells and coin cells of Figure 2;
4 is a schematic view of the second jig of Fig. 2;
Figure 5 is a perspective view of the first and second jigs of Figures 2 to 4;
6 is a graph showing test results of coin cells of different configurations;
FIG. 7 is a graph showing the results of the gas generation amount test of the cathode material according to the voltage difference;
8 is a flow chart showing the result of the test of the amount of gas generated between the cathode active materials.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 코인셀을 이용한 내부 가스 발생량 측정 장치의 모식도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a schematic diagram of an apparatus for measuring an internal gas emission amount using a coin cell according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 내부 가스 발생량 측정 장치(100)는 전지케이스의 일부에 개구가 천공되어 있는 둘 이상의 코인셀들(110), 코인셀들(110)이 장착되는 제 1 지그(130), 제 1 지그에 결합되는 제 2 지그(150), 코인셀들(110)의 압력을 측정하는 가스 센서(170), 및 제 1 및 제 2 지그(130, 150)를 가열하는 가열 챔버(190)를 포함하여 구성되어 있다.Referring to FIG. 2, the internal gas generation
코인셀들(110)은 제 1 지그(130)의 만입부(133)에 각각 안착되어 있고, 제 1 가스 이동로(135)는 각각의 만입부들(133)에 수납되어 있는 코인셀들(110)에서 발생한 가스들이 모인다.The
제 1 지그(130)와 제 2 지그(150) 사이에는 코인셀들(110)에서 발생한 가스가 설계된 가스 이동로 이외의 부위로 유출되는 것을 방지하는 가스켓(180)이 장착되어 있다.Between the
제 2 지그(150)의 제 2 가스 이동로(155)의 상부와 가스 센서(170) 사이에는 가스 밸브(175)가 부착되어 가스 이동을 제어할 수 있다.A
도 3에는 도 2의 코인셀들과 코인셀들을 장착하는 제 1 지그의 평면도 및 측면도가 도시되어 있다.Fig. 3 shows a top view and a side view of the first jig mounting the coin cells and coin cells of Fig.
도 3을 참조하면, 코인셀들(110)은, 코인 풀셀(111), 코인 하프셀들(113), 및 더미 셀(116)을 포함하고 있고, 코인 하프셀(113)은 만충전 코인 하프셀(114) 및 만방전 코인 하프셀(115)을 포함하여 구성되어 있다.3, the
코인셀들(110)은 제 1 지그(130)의 만입부들(133)에 각각 안착된다. 제 1 지그(130)의 4개의 만입부들(133)은 2 행 × 2 열로 제 1 지그(130)의 중앙을 기준으로 상호 일정 간격으로 배열되어 있고, 만입부들(133)의 중심들은 제 1 지그(130)의 중앙을 기준으로 원형으로 배열될 수도 있다.The
제 1 가스 이동로(135)는 평면상으로 각각의 만입부들(133)에 연통되는 수지형 구조로 이루어져 있다. 제 1 가스 이동로(135)의 연통 구조는 평면상으로 중앙에 위치하며, 각각의 만입부들(133)에 수납되어 있는 코인셀들(110)에서 발생한 가스들이 모인다.The first
제 1 지그(130)의 상면에는 만입부들(133)에서 발생한 가스가 설계된 가스 이동로 이외의 부위로 유출되는 것을 방지할 수 있도록 제 1 지그(130)의 외주변을 따라 가스켓(도 2: 180)의 장착을 위한 그루브(139)가 형성되어 있다.A gasket (see FIG. 2: 180) is formed on the upper surface of the
도 4에는 도 2의 제 2 지그의 평면도 및 측면도가 도시되어 있다.Fig. 4 shows a top view and a side view of the second jig of Fig.
도 4를 도 2 및 도 3과 함께 참조하면, 제 2 지그(150)는 제 1 지그(도 3: 130)와 결합하는 구조이다. 제 2 지그(150)에는 제 1 지그(130)의 만입부들(133)에서 발생한 가스가 설계된 가스 이동로 이외의 부위로 유출되는 것을 방지할 수 있도록 외주변을 따라 가스켓(도 2: 180)의 장착을 위한 그루브(159)가 형성되어 있다.Referring to FIG. 4 together with FIG. 2 and FIG. 3, the
제 2 가스 이동로(155)는 가스 유입구(156)가 제 1 지그(도 3: 130)의 제 1 가스 이동로(도 3: 135)에 연통되고, 가스 배출구(157)가 제 2 지그(150)의 외면에 위치하고, 제 2 지그(150)를 수직 관통하는 구조로 형성되어 있다.The second
제 2 지그(150)의 제 2 가스 이동로(155)의 가스 배출구(157) 부위에는 가스의 압력을 측정하는 가스 센서(170)가 부착되어 있다.A
제 1 지그(130) 및 제 2 지그(150)에는 만입부들(133)에서 발생한 가스가 설계된 가스 이동로 이외 부분으로 유출되는 것을 방지할 수 있도록 외주변을 따라 가스켓(180)의 장착을 위한 그루브들(139, 159)이 각각 형성되어 있다.The
도 5에는 도 2 내지 도 4의 제 1 지그 및 제 2 지그의 사시도가 도시되어 있다.Fig. 5 is a perspective view of the first and second jigs shown in Figs. 2 to 4. Fig.
도 5를 참조하면, 앞에 설명된 바와 같이, 제 1 지그(130) 및 제 2 지그(150)가 서로 대응하는 형상의 결합 관계를 나타내는 사시도가 도시되어 있다. 제 1 지그(130)의 평면상 원형의 만입부들(133) 둘레에는 가스켓(도 2: 180)의 장착을 위한 그루브(139)가 형성되어 있다. 따라서, 코인셀들(도 2: 110)에서 발생된 가스는 제 1 및 제 2 지그(130, 150)의 제 1 및 제 2 가스 이동로들(135, 155)을 통해서 흐른다.Referring to FIG. 5, there is shown a perspective view showing the coupling relationship of the shapes of the
도 6에는 다른 구성의 코인셀들의 시험 결과를 나타내는 그래프가 도시되어 있다.6 is a graph showing test results of coin cells of different configurations.
도 6을 참조하면, 코인셀은, 코인 풀셀, 코인 하프셀, 및 더미 셀을 포함하고 있다. 코인 풀셀은 양극, 음극, 및 전해액이 수납되어 있다. 코인 하프셀은 만충전 코인 하프셀 및 만방전 코인 하프셀로 구성되어 있으며, 코인 하프셀은 양극 및 전해액이 수납되어 있는 구조로 이루어져 있다. 더미 셀은 전극 두께의 알루미늄 포일이 수납되어 있다.Referring to FIG. 6, the coin cell includes a coin pull cell, a coin half cell, and a dummy cell. The coin pull cell contains an anode, a cathode, and an electrolytic solution. The coin half cell is composed of a full charge coin half cell and a full discharge coin half cell, and the coin half cell has a structure in which an anode and an electrolyte are housed. The dummy cell houses an aluminum foil having an electrode thickness.
실선으로 도시된 선들은 위에서부터 순서대로 코인 풀셀, 만충전 코인 하프셀, 만방전 코인 하프셀, 및 더미 셀을 나타낸다.The lines shown by solid lines represent a coin pull cell, a full charge coin half cell, a full discharge coin half cell, and a dummy cell in order from the top.
각각의 코인셀들을 지그에 장착하고 가열 챔버에 수납한 상태에서 90℃로 5시간 가열하여 각각의 코인셀들의 차이를 통해 가스 발생량과 발생한 가스 종류를 하기 표 1로 나타내었으며, 각각의 코인셀들을 구성하는 재료에 의한 가스 발생량을 정량화할 수 있다.Each of the coin cells was mounted on a jig and heated in a heating chamber at 90 DEG C for 5 hours, and the amount of generated gas and the type of gas generated through the difference between the coin cells are shown in Table 1 below. The amount of gas generated by the constituent material can be quantified.
도 7에는 전압 차이에 따른 양극재의 가스발생량 시험 결과를 나타내는 그래프가 도시되어 있다.Fig. 7 is a graph showing the results of the gas generation amount test of the cathode material according to the voltage difference.
도 7을 참조하면, 전압에 따른 양극재의 가스발생량의 시험 결과가 도시되어 있다. 이전 시험에서와 마찬가지로 각각의 코인셀들을 지그에 장착하고 가열 챔버에 수납한 상태에서 90℃로 5시간 가열한 상태를 도 7의 그래프로 도시하였다.Referring to Fig. 7, there is shown a test result of the gas generation amount of the cathode material according to the voltage. As in the previous test, the graph of FIG. 7 shows a state in which each coin cell is mounted on a jig and heated in a heating chamber at 90 DEG C for 5 hours.
전압에 따른 양극재를 가열 챔버에 수납한 상태에서 4.4V 및 4.5V의 상이한 전압에서 시험이 수행되었고, 그래프에서 실선으로 도시된 선들 중, 위에서부터 순서대로 4.5V 전압인 경우, 4.4V 전압인 경우이고, 도 7의 그래프 및 하기 표 2로 나타내었으며, 전압 차이에 따른 양극재의 가스발생량을 알 수 있다.The test was carried out at different voltages of 4.4 V and 4.5 V in the state where the cathode material according to the voltage was housed in the heating chamber. Among the lines indicated by the solid line in the graph, when the voltage was 4.5 V from the top, And is shown in the graph of FIG. 7 and the following Table 2, and the gas generation amount of the cathode material according to the voltage difference can be known.
이를 통해, 전압이 더 높은 4.5V인 경우에 11% 가스 발생량이 증가한 것을 알 수 있다.As a result, it can be seen that the 11% gas generation amount is increased when the voltage is higher at 4.5V.
도 8에는 양극 활물질 간 가스발생량 시험 결과를 나타내는 흐름도가 도시되어 있다.FIG. 8 is a flow chart showing the results of the test of the amount of generated gas between the cathode active materials.
도 8을 참조하면, 양극 활물질 간 가스발생량 시험 결과를 나타내기 위해 동일한 전압인 4.5V에서 시험이 수행되었고, 도 8의 그래프 및 하기 표 3으로 나타내었다.Referring to FIG. 8, a test was performed at 4.5 V, which is the same voltage, in order to show the test results of the amount of gas generated between the cathode active materials, and is shown in the graph of FIG. 8 and the following Table 3.
표의 항목에서와 같이 1) 내지 5) 의 다섯 가지 활물질들로 시험을 수행하였으며, 실 주액량 및 활물질량은 미차가 있으나 유사한 조건에서 이루어 졌다.As in the table, the tests were carried out with the five active materials 1) to 5), and the actual liquid amount and the active material amount were similar but were similar.
실선으로 도시된 선들 중, 위에서부터 2) Sample#2 및 5) Sample#5는 상대적으로 같은 압력을 나타내고 있고, 선들 아래 있는 실선들은 순서대로 3) Sample#3, 1) Sample#1, 및 4) Sample#4의 압력을 나타내고 있다.2)
즉, 2) Sample#2 및 5) Sample#5의 압력이 다른 물질들에 비해 높은 것으로 측정되어 압력이 높아 가스 발생량이 많으므로 실제 고온에서 우수한 품질을 얻을 수 없는 것을 알 수 있다.2)
이와 달리, 압력이 낮은 1) Sample#1 및 4) Sample#4의 압력이 다른 물질들에 비해 낮아 가스 발생량이 적으므로 실제 고온에서 우수한 품질을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.On the contrary, it can be seen that the pressure is low in 1)
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
Claims (19)
코인(coin) 형상의 전극조립체가 전지케이스에 수납되어 있고, 내부에서 발생되는 가스가 배출될 수 있도록 전지케이스의 일부에 개구가 천공되어 있는 둘 이상의 코인셀들;
코인셀들이 장착되도록 코인셀들의 외형에 대응하는 만입부들이 형성되어 있고, 상기 만입부들에는 가스의 이동을 위한 제 1 가스 이동로가 형성되어 있는 제 1 지그;
제 1 지그에 장착된 코인셀들을 밀폐하기 위해 제 1 지그에 결합되며 만입부들의 제 1 가스 이동로에 연통되는 제 2 가스 이동로가 형성되어 있는 제 2 지그;
제 2 가스 이동로의 단부에 위치하여 가스의 압력을 측정하는 가스 센서; 및
코인셀들의 내부 가스를 배출하기 위해 제 1 지그 및 제 2 지그를 가열하는 가열 챔버;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 코인셀의 내부 가스 발생량 측정 장치.An apparatus for measuring an internal gas generation amount using a coin cell,
At least two coin cells in which a coin shaped electrode assembly is housed in a battery case and an opening is drilled in a part of the battery case so that gas generated therein can be discharged;
A first jig having indentations corresponding to an outer shape of the coin cells so that the coin cells are mounted, the indentations having a first gas transfer path for the movement of the gas;
A second jig coupled to the first jig for sealing the coin cells mounted on the first jig and having a second gas pathway communicating with the first gas pathway of the indentations;
A gas sensor positioned at an end of the second gas passage and measuring the pressure of the gas; And
A heating chamber for heating the first and second jigs to discharge the internal gas of the coin cells;
And an internal gas discharge amount measuring device for measuring an internal gas discharge amount of the coin cell.
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